SMD-RTD-Elemente

Die Artikelnummer 5164075 wird auf einem Wafer-Frame geliefert, während 5195006 in einer Blisterrolle geliefert wird. Das Sensorelement ist bei beiden Varianten identisch: Pt1000 mit einem Temperaturkoeffizienten von 3850 ppm/K, Toleranz F 0.6 (2B), einem Dauerbetriebsbereich von -50 bis +200 °C und denselben SMD-1206-SC-Abmessungen. Die Face-up-Rolle fasst bis zu 4.200 Stück und eignet sich für die rollenbasierte Bauteilhandhabung. Die Wafer-Frame-Version ist für Produktionsanlagen vorgesehen, die vor dem Sintern für die Handhabung von Dies oder Frames ausgelegt sind. Beide Formate haben die Klassifizierung MSL 1 und eine Mindestlagerdauer von neun Monaten in ungeöffneter Verpackung, sodass die Auswahl in erster Linie eine Entscheidung der Montagelogistik ist.

Ja, vorausgesetzt, der Montageprozess unterstützt rückseitiges Silbersintern und oberseitiges Ultraschall-Dickdrahtbonden. Die Rückseite besitzt eine AgPd-Dickschichtmetallisierung; für die Scherfestigkeit der Sinterverbindung sind mindestens 10 N/mm² und im Mittel über 20 N/mm² angegeben. Die obere AgPt-Oberfläche ist für das Bonden vorgesehen und erreicht bei der Prüfung mit 300 µm Al H11-Dickdraht eine angegebene Abzugskraft von über 210 cN. Die Platzierung des Sensors nahe am Chip verkürzt den thermischen Pfad und kann die Temperaturdifferenz zwischen Sensorelement und Wärmequelle verringern. Das fertige Design erfordert weiterhin eine Prozessvalidierung, die Substratoberfläche, Sinterpasten, Druck, thermischen Zyklus, Bondparameter und Verguss umfasst.

Verwenden Sie einen Messstrom zwischen 0,1 und 0,3 mA und wählen Sie dabei den niedrigsten Wert, der noch die erforderliche Signalqualität und Störabstandsmarge liefert. Bei ungefähr 1.000 Ω erzeugt dieser Strombereich im Sensor etwa 0,01 bis 0,09 mW elektrische Leistung. Unter Anwendung des Selbsterwärmungskoeffizienten im unmontierten Zustand von weniger als 0,4 K/mW ergibt sich unter dieser Referenzbedingung ein geschätzter Temperaturanstieg von unter etwa 0,004 bis 0,036 K. Die tatsächliche Selbsterwärmung hängt von der Sinterverbindung, dem Substrat, der Luftströmung, dem Verguss und der umgebenden thermischen Masse ab. Der montierte Sensor sollte daher bei dem vorgesehenen Erregerstrom, Tastverhältnis und der Betriebstemperatur verifiziert werden.

F 0.6 (2B) definiert die zulässige Abweichung des Elements von der nominalen Widerstands-Temperatur-Kennlinie nach DIN EN IEC 60751 im Dauerbetrieb von -50 bis +200 °C. Der Temperaturkoeffizient von 3850 ppm/K legt die nominale Widerstandssteigung fest, die vom Messkreis verwendet wird. Diese Bauteiltoleranz umfasst weder die Genauigkeit des Erregerstroms noch Fehler des analogen Front-Ends, ADC-Fehler, Verbindungswiderstände, thermische Gradienten oder Selbsterwärmung. Ein Fehlerbudget auf Systemebene sollte all diese Beiträge über den gesamten Betriebsbereich zusammenfassen, anstatt die RTD-Klasse als Genauigkeit des fertigen Messgeräts zu betrachten. Eine Kalibrierung kann reproduzierbare elektronische Offsets korrigieren, thermische Fehler infolge der Montage müssen jedoch in der tatsächlichen Baugruppe bewertet werden.

Anwendungen oberhalb von +200 °C werden als möglich angegeben, der deklarierte kontinuierliche Toleranzbereich F 0.6 (2B) endet jedoch bei +200 °C. Das Langzeitprüfprogramm umfasst 1.000 Stunden bei +200 °C und 1.000 Temperaturzyklen zwischen -40 und +150 °C, jedoch keine definierte Toleranz oder Lebensdauerbewertung oberhalb von +200 °C. Entwickler sollten die angegebene Klassengenauigkeit, Drift oder das Isolationsverhalten nicht über den deklarierten Bereich hinaus extrapolieren. Auch Materialien der Sinterverbindung, Bonddrähte, Substratausdehnung und Verguss können bei höheren Temperaturen zu begrenzenden Faktoren werden. Der Betrieb oberhalb von +200 °C sollte daher als separat validierte Anwendung mit ausdrücklich vereinbarten Leistungsgrenzen behandelt werden.

Die maximale R₀-Drift ist nach jeder der drei unabhängig durchgeführten Prüfungen auf 0,23 % begrenzt: 1.000 Stunden bei +200 °C, 1.000 Stunden bei +85 °C und 85 % relativer Luftfeuchtigkeit sowie 1.000 Zyklen von -40 bis +150 °C. Bei einem Pt1000-Element entsprechen 0,23 % einem Wert von 2,3 Ω bei 0 °C. Bei einer Nennempfindlichkeit von etwa 3,85 Ω/K nahe 0 °C entspricht diese Widerstandsänderung ungefähr 0,6 K, bevor weitere Fehler berücksichtigt werden. Die Prüfungen sind unabhängig und bilden nicht jede mögliche Kombination aus Feuchtigkeit, Erregerstrom, Temperaturwechseln und Montagespannungen ab. Verwenden Sie den Grenzwert von 0,23 % als Alterungsbeitrag auf Bauteilebene und ergänzen Sie eine geeignete Systemreserve für das vorgesehene Betriebsprofil.

Nein, der Wert von 7,5 kV ist ein theoretischer Wert auf Bauteilebene, der auf den Materialeigenschaften des Substrats und der Sensorgeometrie basiert. Montageprozess, Verguss, das gewählte Vergussmaterial und die Form des Vergussmeniskus können die tatsächlich erreichte Spannungsfestigkeit verringern. Der separate Isolationswiderstand von über 1.000 MΩ bei 20 °C weist unter den angegebenen Bedingungen auf geringe Leckströme hin, ersetzt jedoch keine Hoch­spannungsqualifikation. Kriechstrecken, Luftstrecken, Substrataufbau, Verunreinigungen, Feuchtigkeit und Temperaturwechsel müssen auf Modulebene bewertet werden. Die fertige Baugruppe sollte mit den Spannungsfestigkeits- und Isolationsprüfungen validiert werden, die für ihre Betriebsspannung und die anwendbare Sicherheitsnorm erforderlich sind.